CN101382453A - 光电传感器电路、具有该电路的液晶显示器及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种光电传感器电路、具有该电路的液晶显示器及其驱动方法。所述光电传感器电路包括读取电路和确定器。读取电路包括：第一光电传感器，输出与第一参考光的强度相应的第一参考电流；第二光电传感器，输出与第二参考光的强度相应的第二参考电流；第三光电传感器，输出与外部光的强度相应的外部光电流；第一电流存储器，感测第一参考电流；第二电流存储器，感测第二参考电流与第一参考电流之差；存储电容器，在第一时间段期间充电，在第二时间段期间放电。确定器基于第一参考光的强度、第二参考光的强度、第一时间段的持续时间以及第二时间段的持续时间计算外部光的强度。

Description

光电传感器电路、具有该电路的液晶显示器及其驱动方法
本申请要求于2007年9月7日提交到韩国知识产权局的第10-2007-0091145号韩国专利申请的优先权及其所有利益，该申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明涉及一种光电传感器(photosensor)电路、具有该光电传感器电路的液晶显示器(LCD)及驱动该LCD的方法。更具体地讲，本发明涉及一种实时精确地测量外部光的强度的光电传感器电路、包括该光电传感器电路的LCD以及驱动该LCD的方法。
背景技术
传统的液晶显示器(LCD)包括液晶面板。液晶面板包括具有像素电极的第一显示基底、具有共电极的第二显示基底以及注入第一显示基底和第二显示基底之间的介电各向异性液晶层。
LCD通过在像素电极和共电极之间形成电场并调节电场的强度以控制透射通过液晶面板的光的量，来显示期望的图像。由于LCD不是自发光显示器，因此LCD通常包括布置在液晶面板的后表面上用作光源的背光单元。
在具有背光单元的LCD中，背光单元的功耗构成LCD的总功耗中相当大的部分。例如，在移动薄膜晶体管(TFT)LCD中，例如，背光单元的功耗是TFT LCD的总功耗的大约80％。为了降低背光单元的功耗，开发了基于外部照明的强度来控制背光单元的亮度的方法。
在该方法中，使用多晶硅TFT工艺将测量外部照明的强度的光学传感器(例如，PIN二极管)置入LCD的液晶面板中。然而，光学传感器(例如，PIN二极管)根据置入了光学传感器的液晶面板显示出不同的光学特性。结果，制造的每个面板具有光学特性不同于制造的其他面板的光学传感器。可在校正每个面板的光学传感器的不同光学特性之前测量每个面板的每个光学传感器的光学特性，但这增加了LCD的生成成本，降低了其生产效率。然而，如果不校正每个面板的光学传感器的不同光学特性，则每个光学传感器不能精确地测量外部光的强度，从而光学传感器的分辨率降低。
发明内容
根据本发明的示例性实施例的一种光电传感器包括读取电路和确定器。读取电路包括：第一光电传感器，输出与第一参考光的强度相应的第一参考电流；第二光电传感器，输出与第二参考光的强度相应的第二参考电流；第三光电传感器，输出与外部光的强度相应的外部光电流；第一电流存储器，感测并再现第一参考电流；第二电流存储器，感测并再现第二参考电流与第一参考电流之差；存储电容器，基于第二参考电流与第一参考电流之差在第一时间段期间充电，基于外部光电流与第一参考电流之差在第二时间段期间放电。
确定器基于第一参考光的强度、第二参考光的强度、第一时间段的持续时间以及第二时间段的持续时间计算外部光的强度。
根据本发明的可替换示例性实施例的一种液晶显示器(LCD)包括：液晶面板，显示图像；光电传感器电路，测量外部光的强度并且包括读取电路和确定器；背光单元，将背光提供给液晶面板。
读取电路包括：第一光电传感器，输出与第一参考光的强度相应的第一参考电流；第二光电传感器，输出与第二参考光的强度相应的第二参考电流；第三光电传感器，输出与外部光的强度相应的外部光电流；第一电流存储器，感测并再现第一参考电流；第二电流存储器，感测并再现第二参考电流与第一参考电流之差；存储电容器，基于第二参考电流与第一参考电流之差在第一时间段期间充电，基于外部光电流与第一参考电流之差在第二时间段期间放电。
确定器基于第一参考光的预定强度、第二参考光的预定强度、第一时间段的持续时间以及第二时间段的持续时间计算外部光的强度，
根据计算的外部光的强度来控制背光的亮度。
根据本发明的可替换示例性实施例，一种驱动液晶显示器的方法包括：在操作的第一区间的第一部分，产生与第一参考光的强度相应的第一参考电流，并感测第一参考电流；在操作的第一区间的第二部分再现感测的第一参考电流；在操作的第二区间的第一部分，输出第二参考电流，并感测第二参考电流与第一参考电流之差；在操作的第二区间的第二部分，再现感测的第二参考电流与第一参考电流之差；在操作的第三区间，在第一时间段接收再现的感测的第二参考电流与第一参考电流之差；在操作的第四区间，在第二时间段输出与相应于外部光的强度的外部光电流与第一参考电流之差；使用第一参考光的强度、第二参考光的强度、第一时间段的持续时间以及第二时间段的持续时间计算外部光的强度；根据计算的外部光的强度控制背光的亮度；接收具有被控制的亮度的背光；使用背光显示期望的图像。
附图说明
通过结合附图对本发明的示例性实施例进行更详细地描述，本发明的上述和其它方面、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1A是根据本发明的示例性实施例的液晶显示器(LCD)的框图；
图1B是图1A所示的根据本发明的示例性实施例的LCD的光电传感器电路的框图；
图2是根据本发明的示例性实施例的光电传感器电路的读取电路的电路原理图；
图3是图2所示的根据本发明的示例性实施例的光电传感器的读取电路的信号时序图以及电压与时间的对应曲线图，并且电压与时间的对应曲线图示出图2所示的根据本发明的示例性实施例的光电传感器的读取电路的存储电容器的电压的变化；
图4A至图4H是示出图2所示的根据本发明的示例性实施例的读取电路的不同操作状态的电路原理图；
图5是根据本发明的可替换的示例性实施例的光电传感器电路的框图；
图6是根据本发明的示例性实施例的LCD的俯视图；
图7是图6所示的根据本发明的示例性实施例的LCD的沿V-V’截取的局部剖视图。
具体实施方式
现在，将参照附图在下面更充分地描述本发明，其中，本发明的示例性实施例在附图中示出。然而，可以以许多不同的形式实施本发明，并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例从而本公开将会彻底和完整，并将完全地将本发明的范围传达给本领域的技术人员。相同的标号始终表示相同的元件。
应该理解，当元件被称作“在”另一元件“之上”时，在它们之间可能存在其他元件或中间元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“之上”时，不存在中间元件。在这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项的任意和全部组合。
应该理解，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分。因此，在不脱离示本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分。
在这里使用的术语仅用于描述特定实施例，而不是为了限制本发明。这里使用的单数形式也意图包括复数形式，除非上下文另有清楚的指示。还应该理解，当在本说明中使用术语“包括”和/或“包含”时，其表示存在叙述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
在这里使用相对术语(例如“下”、“底”、“上”、“顶”等)来描述在附图中示出的一个元件与另一元件的关系。应该理解，相对术语是为了包括除了附图中描述的方位之外的装置的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他部件“下”侧的部件将随后被定位为在所述其他部件“上”侧。因此，示例性术语“下””可包括“下”和“上”两种方位，这取决于附图的具体方位。类似地，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他部件“下面的”或“之下的”部件将随后被定位为在所述其他部件“之上”。因此，示例性术语“下面的”或“在...之下的”可包括“在...之上”和“在...之下”两种方位。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还应该理解，术语(诸如那些在常用词典中定义的)应被解释为具有与所述术语在相关领域和本公开的上下文中的含义一致的含义，而不应理想化或过于形式地被理解。
参照作为本发明理想化的实施例的示意性示意图的剖面图，在这里描述本发明的示例性实施例。同样地，预计会出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，本发明的实施例不应被解释为限于这里示出的区域的特定形状，而是包括例如由制造产生的形状的偏差。例如，示出为平直的区域通常具有粗糙和/或非线性特征。此外，示出的锐角可被导圆。因此，在附图中示出的区域实际上是示意性的，所述区域的形状不是为了示出区域的准确形状，也不是为了限制本发明的范围。
以下，将参照附图更具体地解释本发明的示例性实施例。
现在将参照图1A和图1B更具体地描述根据本发明的示例性实施例的具有光电传感器电路的液晶显示器(LCD)。图1A是根据本发明的示例性实施例的LCD的框图，图1B是图1A所示的根据本发明的示例性实施例的LCD的光电传感器电路的框图。
参照图1A，根据本发明的示例性实施例的LCD 5包括：液晶面板100、光电传感器电路95和背光单元200。液晶面板100使用从背光单元200提供的背光显示期望的图像。光电传感器电路95测量外部光的强度，并将与测量的外部光的强度成比例的信号发送到背光单元200。
参照图1B，光电传感器电路95包括读取电路80，读取电路80接收外部光并将读取信号输出到确定器90。确定器90接收读取的信号，并计算与发送到背光单元200(图1A)的外部光的强度成比例的信号。
背光单元200安装在液晶面板100的后表面上，将背光提供给液晶面板100以显示期望的图像。基于光电传感器电路95计算的与外部光的强度成比例的信号来控制背光的亮度。
在根据本发明的示例性实施例的包括光电传感器电路95的LCD中，光电传感器电路95实时精确地测量外部光的强度，从而基于测量的外部光的强度来适当地控制背光的亮度。
现在将参照图2更详细地描述根据本发明的示例性实施例的光电传感器电路95的读取电路80。图2是根据本发明的示例性实施例的光电传感器电路的读取电路80的电路原理图。
参照图2，根据本发明的示例性实施例的光电传感器电路95的读取电路80包括：第一光电传感器1、第二光电传感器2、第三光电传感器3、第一电流存储器60、第二电流存储器70和存储电容器Cstg。
如下面将参照图3至图4H进行的更详细的描述，第一光电传感器1输出与第一参考光相应的第一参考电流I1，第二光电传感器2输出与第二参考光相应的第二参考电流I2，第三光电传感器3输出与外部光相应的外部光电流I3。在示例性实施例中，第一参考光和第二参考光中的每个的强度被预设为预定值。例如，第一参考光的强度可被预设为在暗室中的光级别，第二参考光的强度可被预设为背光强度，但是可替换的示例性实施例不限于此。在第一参考光和第二参考光的强度被预设的同时，外部光的强度变化并被光电传感器电路95测量。
仍参照2，读取电路80还包括第一电流存储器60和第二电流存储器70。在示例性实施例中，如图2所示，第一电流存储器60包括：金属氧化物半导体(MOS)晶体管62、连接在电源电压Vdd和MOS晶体管62的栅电极之间的存储器电容器64、连接在MOS晶体管62的栅电极和漏电极之间的开关SW1a，第二电流存储器70包括：金属氧化物半导体(MOS)晶体管72、连接在电源电压Vdd和MOS晶体管72的栅电极之间的存储器电容器74、连接在MOS晶体管72的栅电极和漏电极之间的开关SW2a。
第一电流存储器60和第二电流存储器70是感测输入电流、再现感测的输入电流并输出感测的输入电流的电路。更具体地说，第一电流存储器60感测并再现从第一光电传感器1输出的第一参考电流I1，第二电流存储器70感测并再现从第二光电传感器2输出的第二参考电流I2与从第一光电传感器1输出的第一参考电流I1之差。下面将更详细地描述第一电流存储器60和第二电流存储器70的操作。
存储电容器Cstg基于第二参考电流I2与第一参考电流I1之差进行充电。具体地说，在第一时间段T1期间(图3)，基于上述由第二电流存储器70再现并输出的第二参考电流I2与第一参考电流I1之差的电流流入存储电容器Cstg。随后，存储电容器Cstg释放从第三光电传感器3输出的外部光电流I3与由第一电流存储器60再现的第一参考电流I1之差，例如，在第二时间段T2期间(图3)，基于外部光电流I3与第一参考电流I1之差的电流从存储电容器Cstg流出。
读取电路80还可包括将偏压Vd施加到第一光电传感器1、第二光电传感器2或第三光电传感器3的缓冲直接注入电路50。更具体说，缓冲直接注入电路50包括运算放大器52和MOS晶体管54。偏压Vd被施加到运算放大器52的同相输入端。如图2所示，运算放大器52的反相输入端分别经由开关SW1b、SW2b或SW3连接到第一光电传感器1、第二光电传感器2或第三光电传感器3，并且运算放大器52的反相输入端连接到MOS晶体管54的源极。此外，运算放大器52的输出端连接到MOS晶体管54的栅电极。
缓冲直接注入电路50将偏压Vd施加到读取电路80的第一光电传感器1、第二光电传感器2或第三光电传感器3。如上所述，由于运算放大器52和MOS晶体管54以负反馈形式彼此电连接，因此缓冲直接注入电路50稳定地将偏压Vd施加到第一光电传感器1、第二光电传感器2或第三光电传感器3。
读取电路80还可包括如下面更详细描述的经由重置开关SWrst将重置电压Vrst输入到读取电路80的重置电压输入端65。
现在将参照图3至图4H更详细地描述读取电路80的操作。图3是图2所示的根据本发明的示例性实施例的光电传感器电路的读取电路80的信号时序图以及电压与时间的对应曲线图，电压与时间的对应曲线图示出图2所示的根据本发明的示例性实施例的光电传感器电路的读取电路80的存储电容器中的电压的变化。图4A至图4H是示出图2所示的根据本发明的示例性实施例的读取电路80的不同操作的电路原理图。更具体地说，图4A至图4H顺序地示出读取电路80的操作，其中，如图3所示，该操作被划分为：具有第一部分和第二部分的第一区间；具有第一部分和第二部分的第二区间；第三区间；第四区间；第五区间；第六区间。因此，在示例性实施例中，基于与图3所示的信号时序图相应的上述操作来驱动读取电路80，但可替换的示例性实施例不限于此。
参照图3和图4A，在第一区间的第一部分，感测第一参考电流I1。具体地说，第一电流存储器60的开关SW1a和连接到第一光电传感器1的开关SW1b闭合，从而第一光电传感器1输出与第一参考光相应的第一参考电流I1。然后，第一电流存储器60感测从第一光电传感器1输出的第一参考电流I1。结果，流经第一电流存储器60的MOS晶体管62的漏极的电流改变，从而改变在MOS晶体管62的栅电极处的电压。在MOS晶体管62的栅电极处的改变的电压被施加到第一电流存储器60的存储器电容器64。
参照图3和图4B，在第一区间的第二部分，当开关SW1a和SW1b断开时，第一电流存储器60再现(reproduce)第一参考电流I1，第一电流存储器60再现在第一区间的第一部分期间感测的第一参考电流I1。更具体地说，当第一电流存储器60的开关SW1a断开时，在存储器电容器64处的电压被保持。结果，在存储器电容器64处的电压对应于在第一区间的第一部分期间由MOS晶体管62感测的第一参考电流I1。因此，由于存储器电容器62的电压被施加到MOS晶体管62的栅电极，所以在MOS晶体管62的漏极再现在第一区间的第一部分期间感测的第一参考电流I1。
参照图3和图4C，在第二区间的第一部分，感测第一参考电流I1与第二参考电流I2之差(I2-I1)。具体地说，开关SW2a、SW2b、SW4和SW5闭合，第二光电传感器2输出与第二参考光相应的第二参考电流I2。由于第一电流存储器60再现第一参考电流I1，所以根据基尔霍夫电流定律，第二电流存储器70感测从第二光电传感器2输出的第二参考电流I2与由第一电流存储器60再现的第一参考电流I1之差。第二电流存储器70基于与第一电流存储器60的操作原理基本相同的操作原理进行操作，因此这里将省略第二电流存储器70的操作的详细描述。
参照图3和图4D，在第二区间的第二部分，再现第一参考电流I1与第二参考电流I2之差(I2-I1)。具体地说，开关SW2a和SW2b断开，而开关SW4和SW5保持闭合。因此，第二电流存储器70再现在第二区间的第一部分期间感测的第一参考电流I1与第二参考电流I2之差(图4C)。此外，由于第二电流存储器70基于与第一电流存储器60的操作原理基本相同的操作原理进行操作，因此这里将省略第二电流存储器70的操作的重复描述。
参照图3和图4E，在第三区间，存储电容器Cstg被重置。具体地说，开关SW3和重置开关SWrst闭合(开关SW4和SW5保持闭合)，从而重置电压Vrst经由闭合的重置开关SWrst通过重置电压输入端65被施加到存储电容器Cstg。因此，当SW3闭合时，在存储电容器Cstg中累积的电荷通过形成的闭合回路流出，从而存储电容器Cstg的电压被重置为重置电压Vrst。
参照图3和图4F，在第四区间，存储电容器Cstg被充电至电压Vx。具体地说，开关SW3、SW4和SWrst保持闭合，而开关SW5断开，由第二电流存储器70再现的第一参考电流I1与第二参考电流I2之差流入存储电容器Cstg。结果，在第一时间段T1期间，存储电容器Cstg被充电至电压Vx(图3)。
参照图3和图4G，在第五区间，存储电容器Cstg的电压被基本保持在电压Vx。具体地说，开关SW3保持闭合，而重置开关SWrst和开关SW5断开。因此，由于开关SW4和SW5断开，所以没有电流流入存储电容器Cstg或从存储电容器Cstg流出，从而存储电容器Cstg的电压被基本保持在电压Vx。
参照图3和图4H，在第六区间，存储电容器Cstg被放电至重置电压Vrst。具体地说，在开关SW3保持闭合的同时，开关SW5闭合，在存储电容器Cstg中累积的电荷通过由于开关SW3和SW5闭合而形成的闭合回路从存储电容器Cstg流出。由此，从第三光电传感器3输出的外部光电流I3与由第一电流存储器60再现的第一参考电流I1之差(I3-I1)从存储电容器Cstg流出，存储电容器Cstg放电。在存储电容器Cstg处的电压通过重置电压Vrst降到某个值。第二时间段T2(图3)是存储电容器Cstg处的电压变为重置电压Vrst的时间。
以下，将对使用上面更详细描述的读取电路80测量外部光的强度的过程进行更详细的数学描述。
通常，可由下面的等式(1)定义基于外部光X的强度的外部光电流Ipd(X)。
Ipd(X)＝mX+n                              (1)
其中，斜率m和偏移量n中的每个针对每个液晶面板具有不同的值。
在等式(1)中，如果由字符A表示第一参考光的强度，由字符B表示第二参考光的强度，由Ipd(A)表示与第一参考光相应的第一参考电流，由Ipd(B)表示与第二参考光相应的第二参考电流，则可使用下面的等式(2)和(3)获得斜率m和偏移量n。
m＝(Ipd(B)-Ipd(A))/(B-A)                  (2)
n＝Ipd(A)                                 (3)
在等式(2)和(3)中，假设第一参考电流基于暗光电流，并且第一参考光的强度为零。
现在将参照图3进行更具体的描述，可通过图3(示出根据其信号时序图存储电容器Cstg的电压Vout的变化)的曲线图得到下面的等式，并针对根据发明的示例性实施例的读取电路80的操作更详细地描述所述等式。
参照图3，对存储电容器Cstg充电第一时间段T1，直到其电压从重置电压Vrst增加到电压Vx。然后，对存储电容器Cstg放电第二时间段T2，直到其电压从电压Vx减小到重置电压Vrst。因此，如图3所示，存储电容器Cstg的电压在第一时间段T1改变的大小基本等于存储电容器Cstg的电压在第二时间段T2改变的大小。换句话说，在第一时间段T1流入(例如，充入)存储电容器Cstg的电荷量基本等于在第二时间段T2从存储电容器Cstg流出(例如，放电)的电荷量，如下面的等式(4)所定义。
[Ipd(B)-Ipd(A)]×T1＝[Ipd(X)-Ipd(A)]×T2           (4)
当等式(1)至等式(3)被代入等式(4)时，获得下面的等式(5)。
T2＝T1×(B-A)/X                                    (5)
其中，第一参考光的强度值A和第二参考光的强度值B以及第一时间段T1的值被预设。因此，如果测量第二时间段T2的持续时间，则可计算外部光的强度X。当使用等式(5)计算外部光的外部光强度X时，斜率m和偏移量n被自动地反映，其中，斜率m和偏移量n是制造的每个液晶面板的特性值，并针对制造的每个液晶面板具有不同的值。
由于包括在测量外部光的强度的光电传感器电路95中的读取电路80是模拟式电路，因此其可被简单地设计并可容易地在根据本发明的示例性实施例的LCD 5的面板上被实现。此外，由于实时测量外部光的强度，因此不需要存储额外的数据，其中，该数据被需要用来校正根据现有技术的LCD的光电传感器。
以下，将参照图2、图3和图5更详细地描述包括与上述读取电路80基本相似的读取电路80的光电传感器电路95。图5是根据本发明的可替换的示例性实施例的光电传感器电路的框图。
参照图3和图5，根据可替换示例性实施例的光电传感器电路95包括读取电路80和确定器90。时序控制器(T-con)92从外部源(未示出)接收主时钟信号，并将多个T-con信号提供给读取电路80。所述多个T-con信号包括：第一T-con信号Φ1，第二T-con信号Φ2、第三T-con信号Φ3、第四T-con信号Φ4、第五T-con信号Φ5以及重置T-con信号Φrst。所述多个T-con信号控制其后输出存储电容器电压Vout的读取电路80的操作。
确定器90包括比较器84、计数器86和运算器88。具体地说，如上面参照图3和图4A至图4H进行的更具体的描述，确定器80基于在第一时间段T1和第二时间段T2期间的第一参考光的强度和第二参考光的强度来计算(例如，确定)外部光的强度X。
更具体地，参照图5，比较器84比较重置电压Vrst与从读取电路80输出的存储电容器电压Vout，并且当存储电容器电压Vout基本上等于重置电压Vrst时，比较器84将禁用信号DEN提供给计数器86。
当例如在第五区间(图3)存储电容器电压Vout开始放电时，计数器86启动，从而测量从计数器86启动时到计数器86从比较器84接收到禁用信号DEN时的第二时间段T2的持续时间。
运算器88从计数器86接收测量的第二时间段T2的持续时间，将预设(例如，预定)的第一参考光的强度与预设(例如，预定)的第二参考光的强度之差乘以预设(例如，预定)的第一时间段T1的持续时间，并将相乘所得的结果除以测量的第二时间段T2的持续时间，从而计算外部光的强度X。
然后，计算的外部光的强度X被提供到背光亮度控制装置(未示出)，背光亮度控制装置基于计算的外部光的强度X来控制来自背光单元(图1A)的背光的亮度。
以下，将参照图6和图7描述根据本发明的示例性实施例的LCD。图6是根据本发明的示例性实施例的LCD的俯视图。图7是图6所示的根据本发明的示例性实施例的LCD的沿线V-V’截取的局部剖视图。
参照图6和图7，根据示例性实施例的LCD5包括液晶面板100、光电传感器电路95(图1A和图1B)和背光单元200。
液晶面板100包括：第一基底110，具有设置在其上的多个像素电极112；第二基底120，具有共电极122；液晶层130，注入第一基底110和第二基底120之间。
背光单元200将背光提供给液晶面板100，并且包括光源202、光导板204以及光学板(optical sheet)206。
光源202可以是多个发光二极管，将光发射到光导板204。从光源202输出的光被输入到光导板204的入射表面，光导板204的其他表面反射光并从而最终沿各个方向将光漫射到光学板206。
光学板206包括漫射板和棱镜板。光学板206将来自光导板204的光漫射到液晶面板100的底表面。
在示例性实施例中，第一基底110包括阻挡背光的第一光阻挡区40。第一光阻挡区40可以形成为例如背光单元带(backlight unit tape)114，但不限于此。背光单元带114将液晶面板100结合到背光单元200，并阻挡背光到达液晶面板100。
第二基底120还包括阻挡外部光的第二光阻挡区30。第二光阻挡区30可包括例如黑矩阵124，但不限于此。黑矩阵124防止光透射通过像素或在像素之间透射，并增加LCD 5的对比率。
在可替换示例性实施例中，尽管没有示出，第二光阻挡区30可包括密封构件116。密封构件116使第一基底110和第二基底120彼此结合。
液晶面板100可被分为显示区10和非显示区20。显示区10对应于布置有像素电极112的区域，从而显示图像。显示区10包括沿第一方向布置的多个栅电极线(未示出)、沿基本上与第一方向垂直的第二方向布置的多个数据线(未示出)以及基本布置在所述多个栅电极线中的栅电极线和所述多个数据线中的数据线的交叉点上的多个像素(未示出)。
如图6所示，非显示区20布置在显示区10的外围区域，例如，基本上围绕显示区10。在非显示区20上不显示图像。非显示区20可包括第一光阻挡区40和第二光阻挡区30。
例如，可通过在液晶面板100和背光单元200之间布置背光单元带114来形成第一光阻挡区40。例如，第二光阻挡区30可形成为黑矩阵124和/或密封构件116。
如上所述，第一光阻挡区40阻挡背光，第二光阻挡区30阻挡外部光。因此，第一光阻挡区30和第二光阻挡区40彼此重叠的区域阻挡背光和外部光。
在示例性实施例中，光电传感器电路95(图1A)第一光电传感器1、第二光电传感器2和第三光电传感器3被布置在非显示区20中。具体地说，第一光电传感器1被布置在第一光阻挡区40和第二光阻挡区30重叠的区域中，第二光电传感器2仅被布置在第二光阻挡区30中。在此情况下，第一光电传感器1和第二光电传感器2分别接收暗光和相对亮的光。所述暗光和所述亮的光可被称为上面描述的第一参考光和第二参考光。第三光电传感器3被布置在第一光阻挡区40中，从而第三光电传感器3被暴露给外部光而保持不暴露给LCD 5的背光，从而输出外部光电流。
在可替换的实施例中，第二光电传感器2从附加光源(未示出)而非光源202接收相对亮的光。当使用附加光源时，除了背光之外的光因此被称为第二参考光。在此情况下，第一光电传感器1和第三光电传感器3必须被屏蔽附加光源。
在根据示例性实施例的LCD 5中，第一光电传感器1、第二光电传感器2和第三光电传感器3为PIN光电二极管，但是可替换的示例性实施例不限于此。可以以多晶硅薄膜晶体管(TFT)工艺实现PIN光电二极管。在此情况下，PIN光电二极管可被简单地实现为读取电路80。
第一光电传感器1、第二光电传感器2和第三光电传感器3可被实现为在液晶面板100的第一基底110上彼此相邻。因此，相当大地减小了影响第一光电传感器1、第二光电传感器2和第三光电传感器3的光学特性的变量的变化。因此，由所述变量导致的误差被有效地减小。所述变量可包括例如液晶面板100的非一致光学特性、由于产生背光导致的温度的改变以及背光单元200的亮度变化(但不限于此)。
因此，在这里描述的根据本发明的示例性实施例的LCD 5中，根据由光电传感器电路95计算的外部光的强度来控制背光单元200的背光的亮度。由于光电传感器电路95实时地精确地计算外部光的强度，因此可适当地控制背光的亮度。
本发明不应被解释为限于在此阐述的示例性实施例。相反，提供这些示例性实施例从而本公开将会彻底和完整，并将完全地将本发明的构思传达给本领域的技术人员。
在此描述的示例性实施例应被理解为仅是描述性的而非限制性的目的。因此，尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1、一种光电传感器电路，包括:
读取电路，包括:
第一光电传感器，输出与第一参考光的强度相应的第一参考电流，
第二光电传感器，输出与第二参考光的强度相应的第二参考电流，
第三光电传感器，输出与外部光的强度相应的外部光电流，
第一电流存储器，感测并再现第一参考电流，
第二电流存储器，感测并再现第二参考电流与第一参考电流之差，
存储电容器，基于第二参考电流与第一参考电流之差在第一时间段期间充电，基于外部光电流与第一参考电流之差在第二时间段期间放电；
确定器，基于第一参考光的强度、第二参考光的强度、第一时间段的持续时间以及第二时间段的持续时间计算外部光的强度。
2、如权利要求1所述的光电传感器电路，其中，
读取电路的操作被临时划分为多个区间，所述多个区间包括:
第一区间，具有第一部分和第二部分；
第二区间，具有第一部分和第二部分；
第三区间；
第四区间，
在第一区间的第一部分，第一光电传感器输出第一参考电流，第一电流存储器感测第一参考电流，
在第一区间的第二部分，第一电流存储器再现感测的第一参考电流，
在第二区间的第一部分，第二光电传感器输出第二参考电流，第二电流存储器感测第二参考电流与第一参考电流之差，
在第二区间的第二部分，第二电流存储器再现感测的第二参考电流与第一参考电流之差，
在第三区间，存储电容器基于再现的感测的第二参考电流与第一参考电流之差在第一时间段期间充电，
在第四区间，存储电容器基于外部光电流与第一参考电流之差在第二时间段期间放电。
3、如权利要求2所述的光电传感器电路，其中，
在第二区间的第二部分和第三区间之间，重置电压被施加到存储器电容器，
在第四区间，存储器电容器在第二时间段期间放电至基本等于重置电压的电压电平。
4、如权利要求1所述的光电传感器电路，其中，读取电路还包括缓冲直接注入电路，所述缓冲直接注入电路将偏压施加到第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器中的至少一个。
5、如权利要求1所述的光电传感器电路，其中，第一电流存储器和第二电流存储器中的每个包括:
金属氧化物半导体晶体管；
存储器电容器，连接到金属氧化物半导体晶体管的栅电极；
开关，连接到金属氧化物半导体晶体管的栅电极和金属氧化物半导体晶体管的漏极之间。
6、如权利要求3所述的光电传感器电路，其中，确定器包括:
比较器，比较重置电压和存储电容器的电压电平，当存储电容器的电压电平基本等于重置电压时，产生禁用信号；
计数器，基于当存储电容器开始放电时和当比较器产生禁用信号之间过去的时间测量第二时间段的持续时间；
运算器，使用第一参考光的预定强度、第二参考光的预定强度、第一时间段的预定持续时间以及测量的第二时间段的持续时间计算外部光的强度。
7、如权利要求6所述的光电传感器电路，其中，运算器通过将第一参考光的预定强度与第二参考光的预定强度之差乘以第一时间段的预定持续时间，并将相乘的结果除以由计数器测量的第二时间段的持续时间来计算外部光的强度。
8、一种液晶显示器，包括:
液晶面板，显示图像；
光电传感器电路，测量外部光的强度并且包括读取电路和确定器；
背光单元，将背光提供给液晶面板，其中，
读取电路包括:
第一光电传感器，输出与第一参考光的强度相应的第一参考电流；
第二光电传感器，输出与第二参考光的强度相应的第二参考电流；
第三光电传感器，输出与外部光的强度相应的外部光电流；
第一电流存储器，感测并再现第一参考电流；
第二电流存储器，感测并再现第二参考电流与第一参考电流之差；
存储电容器，基于第二参考电流与第一参考电流之差在第一时间段期间充电，基于外部光电流与第一参考电流之差在第二时间段期间放电，
所述确定器基于第一参考光的强度、第二参考光的强度、第一时间段的持续时间以及第二时间段的持续时间计算外部光的强度，
背光的亮度根据计算的外部光的强度被控制。
9、如权利要求8所述的液晶显示器，其中，外部光和背光被阻止提供给第一光电传感器，背光被提供给第二光电传感器，外部光被提供给第三光电传感器。
10、如权利要求8所述的液晶显示器，其中，
液晶面板包括显示区和非显示区，
非显示区包括阻挡背光的第一光阻挡区和阻挡外部光的第二光阻挡区，
第一光阻挡区阻挡外部光到达第一光电传感器和第二光电传感器，
第二光阻挡区阻挡背光达到第一光电传感器和第三光电传感器。
11、如权利要求10所述的液晶显示器，其中，第一光阻挡区是结合到液晶面板和背光单元的背光单元带。
12、如权利要求10所述的液晶显示器，其中，第二光阻挡区是黑矩阵。
13、如权利要求8所述的液晶显示器，其中，第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器中的至少一个包括PIN光电二极管。
14、如权利要求8所述的液晶显示器，其中，第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器中的至少两个在液晶面板中被布置为彼此相邻。
15、如权利要求8所述的液晶显示器，其中，读取电路的操作被临时划分为多个区间，所述多个区间包括:
第一区间，具有第一部分和第二部分；
第二区间，具有第一部分和第二部分；
第三区间；
第四区间，
在第一区间的第一部分，第一光电传感器输出第一参考电流，第一电流存储器感测第一参考电流，
在第一区间的第二部分，第一电流存储器再现感测的第一参考电流，
在第二区间的第一部分，第二光电传感器输出第二参考电流，第二电流存储器感测第二参考电流与第一参考电流之差，
在第二区间的第二部分，第二电流存储器再现感测的第二参考电流与第一参考电流之差，
在第三区间，存储电容器基于再现的感测的第二参考电流与第一参考电流之差在第一时间段期间充电，
在第四区间，存储电容器基于外部光电流与第一参考电流之差在第二时间段期间放电。
16、如权利要求15所述的液晶显示器，其中，
在第二区间的第二部分和第三区间之间，重置电压被施加到存储器电容器的电压电平，
在第四区间，存储器电容器在第二时间段期间放电至基本等于重置电压。
17、如权利要求8所述的液晶显示器，其中，读取电路还包括缓冲直接注入电路，所述缓冲直接注入电路将偏压施加到第一光电传感器、第二光电传感器和第三光电传感器中的至少一个。
18、如权利要求8所述的液晶显示器，其中，确定器包括:
比较器，比较重置电压和存储电容器的电压电平，当存储电容器的电压电平基本等于重置电压时，产生禁用信号；
计数器，基于当存储电容器开始放电时和当比较器产生禁用信号时之间过去的时间测量第二时间段的持续时间；
运算器，使用第一参考光的预定强度、第二参考光的预定强度、第一时间段的预定持续时间以及测量的第二时间段的持续时间计算外部光的强度。
19、一种驱动液晶显示器的方法，所述方法包括:
在操作的第一区间的第一部分，产生与第一参考光的强度相应的第一参考电流，并感测第一参考电流；
在操作的第一区间的第二部分，再现感测的第一参考电流；
在操作的第二区间的第一部分，输出与第二参考光的强度相应的第二参考电流，并感测第二参考电流与第一参考电流之差；
在操作的第二区间的第二部分，再现感测的第二参考电流与第一参考电流之差；
在操作的第三区间，在第一时间段接收再现的感测的第二参考电流与第一参考电流之差；
在操作的第四区间，在第二时间段输出与相应于外部光的强度的外部光电流与第一参考电流之差；
使用第一参考光的强度、第二参考光的强度、第一时间段的持续时间以及第二时间段的持续时间计算外部光的强度；
根据计算的外部光的强度控制背光的亮度；
接收具有被控制的亮度的背光；
使用背光显示期望的图像。
20、如权利要求19所述的方法，其中，计算外部光的强度的步骤包括:
测量第二时间段的持续时间；
将第一参考光与第二参考光的强度之差乘以第一时间段的持续时间；
将相乘的结果除以第二时间段的持续时间。
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